CN109591044A - 机器手自动校正关节及控制系统 - Google Patents

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    • B25J9/1692—Calibration of manipulator

Abstract

本发明公开了一种机器手自动校正关节及控制系统，所述自动校正关节包括相互平行的上导正片和下导正片，上导正片和下导正片之间通过拉杆连接，上导正片通过上拉杆帽与机械臂上肢固定连接，下导正片通过下拉杆帽与机械臂下肢固定连接，下导正片的上表面设置有顶球，顶球的上表面与设置于上导正片下表面的压力传感器接触，顶球的下端与液压系统连接。本发明实现了机械手校正系统自动化，并大幅提高了校正时的精度，提高了设备整体工作效率，避免了传统机械臂校正中的需拆卸以及人工或凭借校正平台的效率低、误差精度低等缺点。

Description

机器手自动校正关节及控制系统
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，具体地指一种机器手自动校正关节及控制系统。
背景技术
随着人类科学技术的不断发展,机器人应用的空间也变得更加广泛,未知和不确定性环境对机器人产品的功能提出了更高的要求,促进了机器人技术的不断提高,同时对机械手的结构及应用方式也提出了更高的要求。目前现有的的机械手校正一般采取动作到固定次数后校正，或者采用视觉监控系统来进行误差监控以及校正提醒，采用动作到固定次数具有盲目性，降低机械手的使用效率，采取视觉监控系统占用，软件成本较高。虽然现在的机械手都有自己的辅助原点校正软件，但现阶段无论采取哪种方式，机器手的原点校正最后仍需人工进行拆卸和校正，并且需要进行软件的归零，耗时长，效率低，人工和软件间需要协调，自动化程度低，准确性过于依靠校对者把控，容易产生误差。
油压系统具有动作迅速，支撑力大，控制方便，占用空间小、耐用、节能、低噪音、寿命长等特点。相较与其他机械部件，更加适合用于机械手高精度，高要求精细自动化装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，避免传统机械臂校正中需拆卸以及人工或凭借校正平台的效率低、误差精度低等缺点，而提出一种机器手自动校正关节及控制系统，提高了校正时的精度，提高设备整体工作效率。
为实现上述目的，本发明所设计的机器手自动校正关节包括相互平行的上导正片和下导正片，其特殊之处在于，所述上导正片和下导正片之间通过拉杆连接，所述上导正片通过上拉杆帽与机械臂上肢固定连接，所述下导正片通过下拉杆帽与机械臂下肢固定连接，所述下导正片的上表面设置有顶球，所述顶球的上表面与设置于上导正片下表面的压力传感器接触，所述顶球的下端与液压系统连接。
进一步地，所述上拉杆帽底部与上滚珠轴承连接，所述下拉杆帽顶部与下滚珠轴承连接。
更进一步地，所述压力传感器为若干个，沿上导正片下表面均匀分布，所述顶球与压力传感器一一对应。
更进一步地，所述顶球的底部设置有油管，所述油管与液压系统连通。
更进一步地，所述上导正片下表面设置有与顶球上表面相匹配的凹槽，所述压力传感器设置于凹槽内。
更进一步地，所述压力传感器均匀分布于上导正片下表面外圆边。
基于上述机器手自动校正关节，本发明还提出一种控制系统，所述系统包括机器手自动校正关节、控制系统和液压系统。
进一步地，所述控制系统与压力传感器的输出端连接，根据压力传感器的采集值判断上导正片是否水平，并控制液压系统控制相应顶球做垂直运动，直至上导正片保持水平。
本发明实现了机械手校正系统自动化，并大幅提高了校正时的精度，提高了设备整体工作效率，避免了传统机械臂校正中的需拆卸以及人工或凭借校正平台的效率低、误差精度低等缺点。
附图说明
图1为本发明机器手自动校正关节的结构示意图。
图2为本发明上导正片与下导正片的拆分结构示意图。
图3为图1中上导正片的压力传感器以及下导正片的顶珠布置示意图。
图4为本发明机器手自动校正关节的控制系统的框图。
图中：1-上导正环；1.1-压力传感器；2-上拉杆；2.1-上拉杆帽；2.2-上滚珠轴承；2.3-滚珠；2.4-下滚珠轴承；2.5-下拉杆帽；；3-下导正片；3.1-顶球；3.2-顶球腰；3.3-油管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1～图3所示，本发明提出的机器手自动校正关节包括相互平行的上导正片1和下导正片3，上导正片1和下导正片3之间通过拉杆2连接，上导正片1通过上拉杆帽2.1与机械臂上肢固定连接，下导正片3通过下拉杆帽2.5与机械臂下肢固定连接，上拉杆帽2.1底部与上滚珠轴承2.2连接，下拉杆帽2.5顶部与下滚珠轴承2.4连接。上滚珠轴承2.2、下滚珠轴承2.4中均匀分布滚珠2.3，以实现机械臂上肢、机械臂下肢的灵活旋转。
下导正片3的上表面设置有顶球3.1(顶球类似轴承滚珠，中部为顶球腰3.2，可轻微调节)，顶球3.1的上表面与设置于上导正片1下表面的压力传感器1.1接触。上导正片1下表面设置有与顶球3.1上表面相匹配的凹槽，压力传感器1.1设置于凹槽内。压力传感器1.1为若干个，沿上导正片1下表面均匀分布，例如分布于上导正片1下表面外圆边或者多圈环绕分布。顶球3.1与压力传感器1.1一一对应。顶球3.1的底部设置有油管3.3，油管3.3与液压系统连通。
基于上述机器手自动校正关节，本发明还提出一种控制系统，如图3所示，系统包括机器手自动校正关节、控制系统和液压系统，实现监控和调节同步实现，达到可外部调节，提高效率。
控制系统与压力传感器1.1的输出端连接，根据压力传感器1.1的采集值判断上导正片1是否水平，并控制液压系统控制相应顶球3.1做垂直运动，直至上导正片1保持水平。整个过程中机器手自动校正关节中的压力传感器1.1可进行实时监控，传感器信号传导给控制系统，既便于校正时的液压系统的油压调节的控制，也为机械臂正常工作提供了实时检测，以判断是否误差过大，需要进行校正。
液压系统具有动作迅速，支撑力大，控制方便，占用空间小、耐用、节能、低噪音、寿命长等特点。相较与其他机械部件，更加适合用于机械手高精度，高要求精细自动化装置。
本发明在机械臂关节上设置一组带压力检测功能以及提供向上支撑力的装置，以及支撑力调节系统。其中上校正片1作为支撑部件用来支撑机械臂的上部分，并带有压力传感器1.1用以检测垂直方向各部位的压力，用各部位受力是否均衡来判断机械臂是否水平，上校正片1中设有带滚珠轴承的拉杆2，保证上下校正片1的连接并保证能正常转动，便于机械臂关节的正常活动。拉杆2的底部与下校正片3连接。均匀排布的顶球3.1可以提供垂直方向支撑力，支撑上校正片2以及上部分的机械臂，通过油压系统调节顶球3.1的压力来保证受力均匀，以确定校正过程中的水平。
最后需要说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本专利技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种机器手自动校正关节，包括相互平行的上导正片(1)和下导正片(3)，其特征在于：所述上导正片(1)和下导正片(3)之间通过拉杆(2)连接，所述上导正片(1)通过上拉杆帽(2.1)与机械臂上肢固定连接，所述下导正片(3)通过下拉杆帽(2.5)与机械臂下肢固定连接，所述下导正片(3)的上表面设置有顶球(3.1)，所述顶球(3.1)的上表面与设置于上导正片(1)下表面的压力传感器(1.1)接触，所述顶球(3.1)的下端与液压系统连接。
2.根据权利要求1所述的机器手自动校正关节，其特征在于：所述上拉杆帽(2.1)底部与上滚珠轴承(2.2)连接，所述下拉杆帽(2.5)顶部与下滚珠轴承(2.4)连接。
3.根据权利要求1所述的机器手自动校正关节及控制系统，其特征在于：所述压力传感器(1.1)为若干个，沿上导正片(1)下表面均匀分布，所述顶球(3.1)与压力传感器(1.1)一一对应。
4.根据权利要求1所述的机器手自动校正关节及控制系统，其特征在于：所述顶球(3.1)的底部设置有油管(3.3)，所述油管(3.3)与液压系统连通。
5.根据权利要求1所述的机器手自动校正关节及控制系统，其特征在于：所述上导正片(1)下表面设置有与顶球(3.1)上表面相匹配的凹槽，所述压力传感器(1.1)设置于凹槽内。
6.根据权利要求1所述的机器手自动校正关节及控制系统，其特征在于：所述压力传感器(1.1)均匀分布于上导正片(1)下表面外圆边。
7.一种基于权利要求1～6中任一项所述机器手自动校正关节的控制系统，其特征在于：所述系统包括机器手自动校正关节、控制系统和液压系统。
8.根据权利要求7所述的机器手自动校正关节的控制系统，其特征在于：所述控制系统与压力传感器(1.1)的输出端连接，根据压力传感器(1.1)的采集值判断上导正片(1)是否水平，并控制液压系统控制相应顶球(3.1)做垂直运动，直至上导正片(1)保持水平。
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